将丙烷脱氢和蒸汽裂化法结合以生产丙烯的工艺和设备，其中丙烷在蒸汽裂化法中循环制造技术

本发明专利技术涉及一种生产丙烯的工艺(10)，包括进行丙烷脱氢工艺(1)以获得第一组分混合物(A)，进行另外的丙烯生产方法(2)以获得第二组分混合物(B)，并使用至少一个丙烷分离步骤(S1)形成主要包含丙烷的分离产物(P2)，其中将至少一部分第一组分混合物(A)供应到一个或多个丙烷分离步骤(S1)。可以设想，主要包含丙烷的分离产物(P2)将至少部分返回到另外的丙烯生产方法(2)中。相应的设备和用于改造蒸汽裂化设备(30)的方法也是本发明专利技术的主题。

A process and equipment for producing propylene by combining propane dehydrogenation with steam cracking, in which propane is circulated in the steam cracking process

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】将丙烷脱氢和蒸汽裂化法结合以生产丙烯的工艺和设备，其中丙烷在蒸汽裂化法中循环
本专利技术涉及根据独立权利要求的前序部分的用于生产丙烯的方法和设备以及用于改造蒸汽裂化设备的方法。
技术介绍
丙烯(propylen,propen)传统上主要通过烃给料的蒸汽裂化和精炼工艺中的其他转化方法生产。在这些情况下，丙烯是次要副产物。由于对丙烯、特别是聚丙烯的需求增加，因此也使用丙烷脱氢。丙烷脱氢在石油化学工业中是众所周知的方法，并且在Ullmann'sEncyclopediaofIndustrialChemistry,OnlineEdition16September2013,DOI:10.1002/14356007.a22_211.pub3的"Propene"一文中，尤其是在3.3.1节"Propanedehydrogenation"中描述。丙烷脱氢是通常在贵金属或重金属催化剂如铂或铬上进行的吸热平衡反应。脱氢反应是高度选择性的。对于可商用的方法，总产量提及约为90％。尽管具有如此高的选择性，除裂解掉的氢之外，通常还产生少量的具有1、2、4和4个以上碳原子的烃作为副产物。这些副产物必须与目标产物丙烯分离。文献中也描述了形成丙烯的蒸汽裂化法和精炼工艺，例如，Ullmann'sEncyclopediaofIndustrialChemistry,onlinepublication15April2009,DOI:10.1002/14356007.a10_045.pub3的"Ethylene"一文中，以及Ullmann'sEncyclopediaofIndustrialChemistry,onlinepublication15January2007,DOI:10.1002/14356007.a18_051.pub2的"OilRefining"一文中。原则上，丙烷脱氢过程中产生的组分混合物的纯化可以至少部分地与含丙烯的组分混合物的纯化一起进行，所述含丙烯的组分混合物来自形成丙烯的另一种方法(例如蒸汽裂化法或精炼工艺)。从丙烷脱氢纯化组分混合物与从蒸汽裂化法纯化组分混合物的组合是已知的(例如从US4,458,096A中已知)，或者特别是涉及裂化具有两个碳原子的烃(从WO2015/128039A1已知)，以及与从流化催化裂化方法纯化组分混合物的相应组合(例如从US8,563,793A或US2010/331589A1中已知)。但是，这些出版物没有包含有关相应组合的更详细的信息。在这一点上还应注意，流体催化裂化方法所提供的产物混合物与蒸汽裂化法的具有根本不同的组成，因此在此必须对组合的分离进行不同的设计。前述的WO2015/128039A1描述了形成于常规分离的主要具有或仅具有两个碳原子的组分混合物，使用丙烷脱氢法形成的组分混合物和使用蒸汽裂化法形成的组分混合物经受常规分离，返回到蒸汽裂化法中。另一方面，在联合分离中形成的具有三个或更多个碳原子的组分混合物由于包含大量的丙烷而返回丙烷脱氢法中。其他出版物也揭示了丙烷或含有丙烷的组分混合物返回丙烷脱氢法中。本专利技术的任务是改进和制造更有效的丙烯生产工艺，其中如果可用另外的蒸汽裂化法，则将组分混合物从丙烷脱氢方法纯化，并将某些组分或馏分重新使用。
技术实现思路
在此背景下，本专利技术提出了具有独立权利要求的各个特征的用于生产丙烯的工艺和设备以及用于对设备进行改造以执行蒸汽裂化法的方法。优选实施例是从属权利要求以及以下描述的主题。本专利技术认识到，矛盾的是，当在分离中形成主要包含丙烷的分离产物时，主要包含丙烷的分离产物不循环至丙烷脱氢法，而是循环至另一种丙烷生产方法是有利的，其中使用丙烷脱氢法提供的至少一部分第一组分混合物以及可选地使用另一种丙烷生产方法提供的至少一部分第二组分混合物经受所述分离。当另一种丙烷生产方法是蒸汽裂化法时，尤其如此。这种循环是违反直觉的，因为主要包含丙烷的分离产物被认为是对丙烷脱氢法特别有价值的进料，因为丙烷将在丙烷脱氢法中转化为丙烯，因此知道使用富丙烷进料。因此，非常明显的是，如果要进行循环，则将含丙烷的组分混合物返回到丙烷脱氢法中，如WO2015/128039A1中关于含丙烷和较重烃的组分混合物所提出的那样。本专利技术已经认识到相反方式作为优点。用于丙烷脱氢法的含丙烷进料通常存在高丙烷浓度(例如，至少94体积％的丙烷，在每种情况下至多4体积％的丁烷、3体积％的乙烷和0.1体积％的烯烃)。与此相比，特别是如果也对使用蒸汽裂化法提供的组分混合物进行联合分离，来自分离的主要包含丙烷的分离产物则可能是劣质的。至少在分离中所获得产物纯度方面不涉及不成比例的努力的情况下，这才适用。因此，主要包含丙烷的相应分离产物包含烯烃，特别是具有三个碳原子的单不饱和和多不饱和烯烃、以及具有四个碳原子的单不饱和和多不饱和烯烃。取决于丙烷脱氢法的设计，所使用的反应器或其催化剂对于诸如甲基乙炔、丙二烯和丁二烯之类的组分可能具有极小的公差，这些组分通常在相应的其他丙烯生产方法中，特别是在蒸汽裂化法中形成。因此，循环到丙烷脱氢法将需要至少广泛分离上述组分，以符合适当反应器的公差。但是，这将需要不成比例的高水平技术和程序工作。根据本专利技术特别优选的实施例的工艺包括从丙烷脱氢法和蒸汽裂化法中联合纯化或分离组分混合物。但是，根据本专利技术的工艺基本上也可以在不进行联合纯化或分离的情况下进行。对于从不同方法中联合纯化组分，特别有利的是，如果各组分混合物含有相同或相似的组分，即组分混合物不相互“污染”，并且各组分混合物中不含有某些组分(例如，氢气、二氧化碳或含氧物)。如果各个组分混合物具有相似的浓度范围，则联合纯化是特别有利的，从而可以预期协同分离工艺。但是，实际上通常不是这种情况。此外，如果一种工艺提供明显较少量的相应的组分混合物，或者如果相应的设备较小，因此单独的纯化是不值得的，则联合纯化是有利的。如果其他的丙烯生产方法(例如，蒸汽裂化法)已经以设备的形式实施，并且对具有显著较低能力的丙烷脱氢法进行改造以提高丙烯生产能力，则可能尤其如此。如果用于蒸汽裂化法的一些设备部件由于后来的用途改变而不再以满能力运行，并且这些能力可以由丙烷脱氢法使用，则这将是特别有利的。如果已经将蒸汽裂化法设计为使用含丙烷的进料，则在改造后也可以用丙烷继续操作。然而，在改造之后，蒸汽裂化法接收至少一部分分离产物，该分离产物主要包含丙烷，这对工艺没有重大影响。丙烷脱氢法可从另一种来源(以及可能的主要含丙烷的分离产物至少一部分)中获得更高质量的丙烷给料。因此，对于主要包含丙烷的分离产物，(常规)分离器不必设计成满足丙烷脱氢法的要求，即特别地，不需要用于(分离)加氢的步骤，也不需要用于分离具有四个或更多个碳原子的烃的步骤，来符合丙烷脱氢法的公差。因此，有利地设计使用联合纯化或分离的本专利技术的优选实施例的一种可能性是对使用丙烷脱氢法获得的第一组分混合物进行预处理，使其处于(至少)氢气贫化的状态，尤其是在升高的压力下。对第一组分混合物进行一个或多个预分离步骤，这随后被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.生产丙烯的工艺(10)，包括：/n–进行丙烷脱氢法(1)，以获得至少包含氢气、乙烷、乙烯、丙烷和丙烯的第一组分混合物(A)，/n–进行其它丙烯生产方法(2)，以获得至少包含氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷和丙烯的第二组分混合物(B)，/n–使用第一组分混合物(A)的至少一部分丙烷并使用一个或多个丙烷分离步骤(S1)，形成主要包含丙烷的分离产物(P2)，/n–其中将至少一部分第一组分混合物(A)提供给一个或多个丙烷分离步骤(S1)，/n其特征在于,/n–主要包含丙烷的分离产物(P2)至少部分返回到其它丙烯生产方法(2)中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170712 EP 17180984.11.生产丙烯的工艺(10)，包括：
–进行丙烷脱氢法(1)，以获得至少包含氢气、乙烷、乙烯、丙烷和丙烯的第一组分混合物(A)，
–进行其它丙烯生产方法(2)，以获得至少包含氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷和丙烯的第二组分混合物(B)，
–使用第一组分混合物(A)的至少一部分丙烷并使用一个或多个丙烷分离步骤(S1)，形成主要包含丙烷的分离产物(P2)，
–其中将至少一部分第一组分混合物(A)提供给一个或多个丙烷分离步骤(S1)，
其特征在于,
–主要包含丙烷的分离产物(P2)至少部分返回到其它丙烯生产方法(2)中。


2.根据权利要求1所述的工艺(10)，其中使用一个或多个丙烷分离步骤(S1)进行的主要包含丙烷的分离产物(P2)的形成,进一步使用第二组分混合物(B)的至少一部分丙烷来进行,其中至少一部分第二组分混合物(B)进一步供应至一个或多个丙烷分离步骤(S1)。


3.根据权利要求1或2所述的工艺(10)，其中主要包含丙烷的分离产物(P2)不再循环至丙烷脱氢法(1)。


4.根据前述权利要求中任一项所述的工艺(10)，其中，仅将尚未从第一组分混合物(A)或从第二组分混合物(B)中分离出的丙烷供应至丙烷脱氢法(1)。


5.根据前述权利要求中任一项所述的工艺(10)，其中，将蒸汽裂化法用作其它丙烯生产方法(2)。


6.根据前述权利要求中任一项所述的工艺(10)，其中主要包含丙烷的分离产物主要包含丙烷以及0.1至25体积％的单不饱和的、和多不饱和的C3烃和/或更重的烃。


7.根据前述权利要求中的一项所述的工艺(10)，其进一步包括
–使用第一和第二组分混合物(A，B)的至少一部分丙烯以及一个或多个丙烷分离步骤(S1)，形成主要包含或仅包含丙烯的分离产物(P1)，
–使用第一和第二组分混合物(A，B)的至少一部分乙烯以及一个或多个其他分离步骤，形成至少主要包含乙烯的分离产物(P3)，和
–使用第一和第二组分混合物(A，B)的至少一部分乙烷以及一个或多个其他分离步骤，形成至少主要包含乙烷的分离产物(P4)。


8.根据前述权利要求中的一项所述的工艺(10)，其包括
–对至少一部分第一组分混合物(A)进行一个或多个第一预分离步骤(V1)，这包括增压和至少部分除去氢气，以获得第三组分混合物(C)，
–对至少一部分第二组分混合物(B)进行一个或多个第二预分离步骤(V2)，这包括增压，和至少部分除去氢气和至少部分除去甲烷，以获得第四组分混合物(D)，
–对至少一部分第三组分混合物(C)与至少一部分第四组分混合物(D)一起进行一个或多个丙烷分离步骤(S1)，和/或
–对至少一部分第三组分混合物(C)与第二组分混合物(B)一起进行一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·赫菲，C·托格尔，M·泽尔胡伯，H·莱布，S·科特尔，M·戴特勒，F·C·帕特卡斯，S·吉萨，
申请(专利权)人：林德股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE